汽車?yán)^電器選型時(shí)可以按以下要點(diǎn)逐項(xiàng)進(jìn)行深入分析和探討:外型及安裝方式; 輸入?yún)?shù); 輸出參數(shù); 環(huán)境條件;電磁兼容; 安裝使用要求。
參量選擇
汽車?yán)^電器的輸入?yún)⒘坑校?/span>12VDC輸入?yún)⒘俊?/span>24VDC輸入?yún)⒘俊?/span>12VDC脈沖輸入?yún)⒘俊?/span>24VDC脈沖輸入?yún)⒘?。在采用時(shí)考慮以下參數(shù):線圈額定電壓線圈功耗動(dòng)作電壓、釋放電壓可以達(dá)到連續(xù)通電電流線圈電阻線圈溫升脈沖輸入?yún)⒘康拿}寬(磁保持繼電器)。
輸入?yún)⒘窟x擇關(guān)注:
1、環(huán)境溫度:使用環(huán)境的溫度和線圈的溫升對(duì)動(dòng)作電壓的影響,一般分引擎艙(溫度要求為125℃)和駕駛艙(溫度要求為85℃);繼電器線圈電阻隨溫度的變化而變化,這對(duì)繼電器動(dòng)作、釋放電壓的影響是明顯的。溫度每上升1℃,線圈電阻會(huì)上升4‰。當(dāng)繼電器線圈通電一段時(shí)間后,線圈發(fā)熱。這時(shí)進(jìn)行繼電器觸點(diǎn)切換動(dòng)作,其動(dòng)作電壓高于冷態(tài)動(dòng)作電壓。
2、動(dòng)作電壓:用晶體管和集成電路驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí),注意晶體管和集成電路電壓的壓降和繼電器線圈反電勢(shì)對(duì)晶體管和集成電路的損壞效應(yīng)。
3、線圈額定電壓:在繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后,通常規(guī)定線圈上應(yīng)施加動(dòng)作電壓以上的電壓,汽車?yán)^電器不推薦采用低保持電壓,是因?yàn)闀?huì)衰弱產(chǎn)品抗振性,在汽車劇烈顛簸時(shí)可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。
4、線圈工作電壓:汽車?yán)^電器為滿足低動(dòng)作電壓的要求(60%額定電壓),通常設(shè)計(jì)功耗較高,長(zhǎng)期性施加在線圈上的電壓值,一般來(lái)說(shuō)應(yīng)小于120%額定電壓,若需達(dá)到130%額定電壓及以上值時(shí),需與繼電器廠家聯(lián)系,取得技術(shù)支持。特別在高溫下使用,會(huì)導(dǎo)致線圈溫度過(guò)高,老化變快---最終線圈絕緣層受損,匝間短路故障而失效。
5、釋放電壓:汽車?yán)^電器釋放電壓一般為10%額定電壓,當(dāng)路線上剩余電壓過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致繼電器不釋放。
輸出參量
汽車?yán)^電器輸出參量選用時(shí)應(yīng)考慮以下參數(shù):觸點(diǎn)組數(shù)觸點(diǎn)形式觸點(diǎn)負(fù)載觸點(diǎn)材料電氣壽命、機(jī)械壽命 1、負(fù)載類型國(guó)內(nèi)大多數(shù)繼電器負(fù)載能力,只標(biāo)較大純阻性負(fù)載,這給客戶在挑選繼電器負(fù)載時(shí),產(chǎn)生兩種誤解,導(dǎo)致選型失誤。誤解之一是:客戶實(shí)用的或許不是純阻負(fù)載,而是感性的、燈的、電機(jī)的或容性的負(fù)載,負(fù)載大小等同或接近于阻性負(fù)載;誤解之二是:負(fù)載可以從低電平到額定負(fù)載,均能適應(yīng)。應(yīng)該指出,能可靠轉(zhuǎn)換10A阻性負(fù)載的繼電器,不可轉(zhuǎn)換10A的感性負(fù)載,不一定能可靠轉(zhuǎn)換10mA的負(fù)載。因?yàn)椴煌再|(zhì)負(fù)載條件下的電接觸失效機(jī)理是截然不同的。汽車系統(tǒng)電源采用的是直流,直流電壓沒(méi)有過(guò)零點(diǎn),觸點(diǎn)開(kāi)斷瞬間,即產(chǎn)生電弧,且由于外加電壓持續(xù)保持,只有電弧被拉長(zhǎng),不能自持而熄滅。電弧熱能會(huì)使觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)龘p,直流電流總是朝一個(gè)方向流動(dòng),會(huì)引起觸點(diǎn)材料轉(zhuǎn)移加劇。大多數(shù)汽車?yán)^電器負(fù)載能力,只標(biāo)稱阻性負(fù)載,但汽車?yán)^電器實(shí)際使用的往往不是阻性負(fù)載,而是感性負(fù)載、燈負(fù)載、電機(jī)負(fù)載,因存在較高的沖擊電流,觸點(diǎn)穩(wěn)態(tài)負(fù)載大小應(yīng)根據(jù)沖擊電流的大小降額使用。應(yīng)該強(qiáng)調(diào),觸點(diǎn)故障是繼電器失效的主要原因。觸點(diǎn)在不同負(fù)載類型、不同負(fù)載大小條件的電接觸特性、失效現(xiàn)象及失效機(jī)理是有差別的。
2、觸點(diǎn)材料觸點(diǎn)材料是繼電器使用的最關(guān)鍵的材料,其性能高低決定繼電器的品質(zhì)水準(zhǔn)。
時(shí)間參量
繼電器的時(shí)間參量選擇時(shí)應(yīng)考慮以下參數(shù):吸動(dòng)時(shí)間釋放時(shí)間吸動(dòng)回跳時(shí)間釋放回跳時(shí)間繼電器時(shí)間參數(shù)定義如下:
時(shí)間測(cè)試時(shí),示波器上的典型波形圖①常開(kāi)觸點(diǎn)②常閉觸點(diǎn)③先斷后合觸點(diǎn) O b s 選用時(shí)注意事項(xiàng):動(dòng)作時(shí)間回跳時(shí)間橋接時(shí)間
④先合后斷觸點(diǎn) r t c 釋放時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間達(dá)穩(wěn)定閉合時(shí)間
1)在汽車?yán)^電器使用時(shí)一般對(duì)于時(shí)間參數(shù)不關(guān)注。
2)關(guān)注組合汽車?yán)^電器的時(shí)間,如閃光頻率。
環(huán)境選擇
汽車?yán)^電器選用時(shí)應(yīng)考慮以下環(huán)境參數(shù):
1、溫度
1)高溫條件下,絕緣材料軟化、熔化;低溫條件下,材料龜裂,絕緣抗電性能降低,而致失效。但挑選性能優(yōu)質(zhì)的工程塑料,均可以滿足要求。
2)高、低溫交替作用下,引起結(jié)構(gòu)松動(dòng),活動(dòng)零部件位置發(fā)生變化,造成吸合、釋放失控,觸點(diǎn)接觸不良或不接觸。
3)低溫下,繼電器內(nèi)部水汽凝露、結(jié)冰,導(dǎo)致絕緣性能下滑。
4)高溫條件下,線圈電阻增加,吸動(dòng)電壓相應(yīng)增大,導(dǎo)致不吸動(dòng)或似吸非吸,造成繼電器失效。
5)高溫條件下,觸點(diǎn)切換功率負(fù)載時(shí),斷弧能力降低,觸點(diǎn)腐蝕、金屬轉(zhuǎn)移加劇,失效可能性增加,壽命縮短。
2、濕熱
濕熱對(duì)繼電器性能構(gòu)成威脅,主要表現(xiàn)如下:
1)長(zhǎng)期性濕熱將直接造成絕緣抗電水平的降低,以致完全失效。特別是長(zhǎng)久貯存或運(yùn)用過(guò)程中繼電器絕緣受砂塵等污染后再受濕熱作用,將導(dǎo)致絕緣失效。
2)非密封繼電器在濕熱條件下,線圈因電化學(xué)腐蝕或霉變而斷線,接觸點(diǎn)電化學(xué)腐蝕、氧化加劇;金屬零件腐蝕速度顯著上升,繼電器性能變壞,工作可靠性變差,而致完全失效。
3)在濕熱條件下,觸點(diǎn)帶電切換負(fù)載時(shí),拉弧現(xiàn)象加劇,造成電壽命變短。在熱帶、亞熱帶使用的電子設(shè)備,設(shè)計(jì)產(chǎn)品、材料選擇時(shí)必須充分考慮濕熱現(xiàn)象。
3、砂塵
砂塵污染造成繼電器的失效,還未引起客戶的足夠重視。在自然環(huán)境條件下或通常工業(yè)車間環(huán)境條件下,特別是在汽車上使用的電子裝置,砂塵往往會(huì)根據(jù)散熱孔、裂紋部位滲入繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu),經(jīng)日積月累,開(kāi)機(jī)察看,均可發(fā)現(xiàn)污塵堆積,造成活動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)(滑動(dòng))不靈,卡死;觸點(diǎn)電接觸失效;在潮濕作用下,金屬件腐蝕加重,絕緣件絕緣性能降低,以致失效。某些電力保護(hù)用繼電器、汽車用繼電器出廠前檢驗(yàn)合格,經(jīng)一、二年運(yùn)作后,繼電器持續(xù)經(jīng)常出現(xiàn)故障。設(shè)計(jì)和運(yùn)用時(shí)務(wù)必考慮到砂塵污染的危害性??蛻舾鶕?jù)實(shí)用需要,提出特殊要求。
4、化學(xué)氣氛污染
環(huán)境氣氛中的有機(jī)蒸氣、氧氣、二氧化硫、鹽霧等,對(duì)繼電器觸點(diǎn)、金屬零部件、線圈、絕緣零件有侵蝕性影響,造成觸點(diǎn)電接觸不良,而致失效;造成線圈引線銹蝕斷線、絕緣水平降低。化學(xué)有害氣體在自然界是普遍存在,只是在不同場(chǎng)合,有害氣體(蒸汽)的種類不同。采取工藝措施,可以減輕、免除其侵蝕,但成本將大幅度上升。如軍用密封繼電器,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫真空焙烘、在繼電器內(nèi)腔充以高純N2,采用電子束(或激光)進(jìn)行密封焊,其泄漏率可達(dá)10-8pa.c m3/s; ;觸點(diǎn)鍍1~3u的金。民用繼電器受價(jià)格的限制,一般只是加塑封外殼緩解大氣中有害氣體(蒸氣)的侵蝕,使用時(shí),根據(jù)繼電器負(fù)載大小,環(huán)境的優(yōu)劣,可酌情將工藝孔開(kāi)啟,以提升散熱能力,減少內(nèi)部有機(jī)蒸氣、二氧化硫?qū)τ|點(diǎn)表面的污染。
5、機(jī)械振動(dòng)
汽車?yán)^電器在強(qiáng)動(dòng)力設(shè)備周圍、在運(yùn)輸途中都會(huì)遇到一定頻率范圍、加速度值的振動(dòng);隨機(jī)振動(dòng)可代表導(dǎo)彈、高推力噴氣機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)應(yīng)力作用。振動(dòng)對(duì)繼電器的影響表現(xiàn)在:
a.振動(dòng)可能致使機(jī)械結(jié)構(gòu)件松動(dòng)、疲勞、斷裂失效;
b.閉合觸點(diǎn)因振動(dòng)產(chǎn)生大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)間的瞬間斷開(kāi)而失效;
c.斷開(kāi)觸點(diǎn)因振動(dòng)產(chǎn)生大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)間的瞬間閉合而失效;
d.導(dǎo)致活動(dòng)零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生噪聲、磨損和其他物理失效。
6、沖擊
汽車?yán)^電器在運(yùn)輸、搬運(yùn)、使用中經(jīng)常會(huì)受到機(jī)械沖擊的作用。沖擊對(duì)繼電器的影響主要表現(xiàn)在:
1)是因?yàn)闆_擊,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)松動(dòng)、損傷、斷裂而失去工作能力。
2)因此沖擊,閉合觸點(diǎn)產(chǎn)生大于規(guī)定要求的一瞬間斷開(kāi)而失效;斷開(kāi)觸點(diǎn)產(chǎn)生大于規(guī)定要求的瞬間閉合而失效。因此,
針對(duì)(1),要求汽車?yán)^電器應(yīng)具有抗沖擊強(qiáng)度的特性,在試驗(yàn)前后開(kāi)展的規(guī)范項(xiàng)目的測(cè)量結(jié)果,應(yīng)遵循產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
針對(duì)(2),繼電器應(yīng)具有抗沖擊穩(wěn)定性的特性,要對(duì)觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。